Se realizaron tomografías computarizadas (TC) en muestras de una capa de carbón propensa a explosiones en diferentes etapas de carga. El área y redondez de las imágenes de TC se utilizaron para cuantificar el grado de deformación macroscópica del carbón bajo diferentes cargas. Se utilizó un algoritmo de coincidencia espacial para calcular los campos de desplazamiento tridimensionales (3D) de diferentes regiones de interés (ROIs, que contienen fracturas primarias, minerales y solo carbón) bajo diferentes cargas. Se encontró que la presencia de fracturas y minerales promueve e inhibe el desplazamiento, respectivamente, y los datos de los campos de desplazamiento 3D seguían una distribución normal. Se utilizó una simulación numérica sin malla para determinar el esfuerzo principal máximo en 3D, el esfuerzo cortante y los campos de desplazamiento bajo diferentes cargas. Se obtuvieron los siguientes resultados: las fracturas y minerales afectan significativamente el estado de esfuerzo y las características de distribución de los campos de desplazamiento, los esfuerzos principales máximos y los esfuerzos cortantes en diferentes matrices difieren significativamente, y la presencia de minerales y fracturas induce un esfuerzo cortante prevalente en el carbón y hace que el carbón sea propenso a la concentración de esfuerzos.